Evaluation der Interaktionen von NIF3L1

Das Two-Hybrid-System erlaubt keine Aussage darüber, ob die gefundenen Interaktionen zwischen IF1-NIF3L1 und NIF3L1-NIF3L1α biolo her und physiologischer Rele-vanz sind. Eine Möglichkeit, die Interaktionen o zu verifizieren, besteht über die Metho-de Metho-der Co-Immunpräzipitation. Dennoch indi owo Expressionsmuster als auch die zelluläre Lokalisation von IF1, dass es sich hier um eine physiologische Interaktion mit IF3L1 handelt. Im Hinblick auf die Interaktion zwischen NIF3L1 und IF1 ist das

Expressi-xpression durch die gesamte embryonale Entwicklung beider roteine lässt auf eine Funktion beider Partner innerhalb der Zelle schließen, die unabhängig on einem speziellen Gewebe- oder Zelltyp ist. Dafür spricht auch die Tatsache, dass beide konserviert wurden. Darüber hinaus gibt es NIF3L1 omologe Proteine in einzelligen Organismen (IV. 4.2).

huttle-Proteine, die zwi-chen dem Zytoplasma und dem Nukleus pendeln, besitzen häufig Transportfunktionen oder

gulatorische Funktionen (Mattaj et al, 1998). Die Aminosäuresequenz von IF1 weist jedoch iert, dass IF1 mit weiteren Proteinen im Nuk-us interagiert (Abb. 60)

-1 von gisc in viv

zieren s hl das N

onsmuster beider Proteine kompatibel. Die Tatsache einer ubiquitären Expression in sämtli-chen Geweben sowie einer E

P v

Proteine während der Evolution hoch h

Die zelluläre Lokalisation beider Proteine ist ebenfalls kompatibel, denn sowohl IF1 als auch NIF3L1 konnten im Zytoplasma lokalisiert werden. IF1 wurde außerdem auch im Nucleus lokalisiert. Folglich finden sämtliche Interaktionen sowohl von NIF3L1-IF1 als auch von NIF3L1-NIF3L1α-1 im Zytoplasma statt. Die Tatsache, dass NIF3L1 zahlreiche putative Phosphorylierungsstellen für die Protein Kinase C und die Casein Kinase II aufweist, sugge-riert, dass diese Enzyme ebenso im Prozess der Signaltransduktion von NIF3L1 involviert sind. Da das IF1-Protein sowohl im Zytoplasma als auch im Nucleus lokalisiert werden konn-te, bietet sich hier die Möglichkeit einer Shuttle-Funktion für IF1. S

s re

keine DNA- bindende Domäne auf, dies sugger le

Abb. 60 Schematische Darstellung der zellulären Signaltransduktion von NIF3L1. NIF3L1 interagiert sowohl mit NIF3L1α-1 als auch mit IF1 im Zytoplasma. IF1 ist außerdem im Nucleus lokalisiert, wo es vermutlich mit eiteren Bindungspartnern interagiert. Aufgrund der zahlreichen putativen Phosphorylierungsstellen für die Pro-in KPro-inase C (PKC) und die CasePro-in KPro-inase II Pro-in der AmPro-inosäuresequenz von NIF3L1, kann vermutet werden, dass diese Kinasen ebenfalls im Signaltransduktionsprozess involviert sind.

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Über die hier vorgestellten Protein-Protein-Wechselwirkungsstudien konnte gezeigt werden, dass NIF3L1 mit seiner Spleißvariante NIF3L1α-1 interagiert. Diese Variante der Selbstasso-ziation könnte sich funktionell positiv oder negativ auf die Interaktion mit dem IF1-Protein auswirken. In diesem Zusammenhang konnte beispielsweise in einer kürzlich publizierten Studie gezeigt werden, dass das SMN („survival of motor neuron“)-Gen, das in 98% aller Pa-tienten mit spinobulärer Muskelatrophy (SMA) mutiert vorliegt (Lefebvre et al., 1995), für ein Protein kodiert, das mit sich selbst interagiert und dabei Oligomere bildet. Zusätzlich bin-det das SMN-Protein an das „SMN-interacting protein 1“ und an verschiedene kleine SM-Ribonukleoproteine (snRNP-SM-Proteine) (Liu et al., 1997). Letztere Proteine sind essentiell für einen korrekt ablaufenden Spleißprozess der Gene. In der Studie von Pellizzoni et al.

(1999) konnte gezeigt werden, dass die Oligomerisierung des SMN-Proteins esentiell ist für

Fähigkeit des Proteins zu oligomerisieren gestört, wodurch es zu keiner Bindung der snRNP-SM-Proteine kommt (Pellizoni et al., 1999).

Generell können die erwähnten Selbstassoziationen von Proteinen auch negativ-regulierende unktionen haben. So konnte diesbezüglich für den Transkriptionsfaktor c-Myb gezeigt

wer-NA binden kann. Eine negative Au-regulation von c-Myb erfolgt durch eine Homodimerbildung über Leucin-Zipper-Domänen,

nd erst durch eine Phosphorylierung weier Serin-Reste eine Konformationsumwandlung zum Homodimer erfolgt (Lambert et al.,

es während der Evolution schließen.

F

den, dass er nur als Monomer trans-aktiv ist und an die D to

wodurch es zu keiner weiteren Bindung an die DNA kommt (Nomura et al., 1993). Die hier dargestellten Beispiele positiver oder negativer regulierender Effekte durch eine Homomer-bildung lassen sich in ähnlicher Weise auf die Situation von NIF3L1 beziehen. So könnte die Interaktion mit NIF3L1α-1 einen verstärkenden oder inhibierenden Effekt auf die Interakti-on mit IF1 haben.

NIF3L1 besitzt 22 putative Phosphorylierungsstellen für die Protein Kinase C, die Casein Ki-nase II oder für cAMP-abhängige KiKi-nasen (IV. 4.2). Dies wirft die Frage auf, in welchem Zu-sammenhang diese putativen Phosphorylierungsstellen mit der strukturellen Konformation des NIF3L1-Proteins stehen, und welchen Einfluss sie auf die Interaktionen mit NIF3L1α-1 und IF1 besitzten. In dieser Hinsicht konnte beispielsweise für das HSP27 (heat shock prote-in) gezeigt werden, dass es als Homomultimer vorliegt u

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1999). In vitro Studien zeigten, dass HSP27 in Stress-Situationen nur im unphosphorylierten Zustand die Aktin-Polymerisierung der Zelle reguliert. Darüber hinaus konnte demonstriert werden, dass nur homomultimere HSP27-Komplexe bestimmte andere HSP-Proteine binden können (Lambert et al., 1999).

Insgesamt konnte in den durchgeführten Studien die Existenz eines neuen Nucleus-Zytoplasma Signaltransduktionsweges zwischen NIF3L1 und IF1 aufgezeigt werden. Die Tat-sache einer ubiquitären Expression sowie einer Expression durch die gesamte Embryonalent-wicklung suggeriert eine funktionelle Bedeutung dieses Signaltransduktionsweges innerhalb der Zelle, die unabhängig von einem bestimmten Zell- oder Gewebetyp ist. Außerdem lässt die Konservierung der Aminosäuresequenzen beider Proteine auf einen relativen Erhalt die-ses Signaltransduktionsweg